Індуктивність котушки
Дуже важливе практичне значення має один окремий випадок явища електромагнітної індукції, отримав назву самоіндукції. Так, коли індукційна котушка утворює струм, то одночасно з ним виникає і магнітний потік, який зростає із збільшенням струму. Зі зміною магнітного потоку котушка индуктирует електрорушійну силу (ЕРС), величина якої пропорційна зміні швидкості магнітного потоку.
Так як в даному випадку провідник індукує електрорушійну силу в самому собі, то це явище називається самоіндукцією. Явище самоіндукції в електричних ланцюгах іноді порівнюють з проявом інертності в механіці.
Електрорушійна сила, индуктированная в індукційній котушці під впливом зміни її власного магнітного потоку, називається електрорушійної силою самоіндукції.
Відповідно до закону Ленца, у весь час зростання магнітного потоку, прінізивает витки котушки, ЕРС самоіндукції в котушці спрямована проти електрорушійної сили джерела, включеного в даний ланцюг, і протидіє зростанню струму в ланцюзі котушки.
Коли струм в котушці досягає постійної величини, магнітний потік припиняє зміна, і ЕРС самоіндукції в котушці стає рівною нулю.
При самоіндукції, як і при всякому процесі електромагнітної індукції, индуктированная електрорушійна сила пропорційна швидкості, з якою магнітний потік, зчеплений з контуром, по якому тече струм, змінюється. Величина ж магнітного потоку при відсутності в котушці заліза пропорційна швидкості, з якою змінюється струм (? I /? T), що створює цей потік.
Таким чином, величина електрорушійної сили самоіндукції, що виникає в провіднику, пропорційна швидкості, з якою змінюється струм в ньому.
Якщо брати провідники різної форми, то виявиться, що маючи однакову швидкість зміни струму, електрорушійні сили самоіндукції, що виникають в них, будуть різні.
Так, якщо взяти котушку, а потім розтягнути в один виток, то при однаковій швидкості, з якою відбувається зміна струму, ЕРС самоіндукції котушки буде більше. Це пов'язано з тим, що кожна силова лінія, прінізивая витки котушки, зчіплюється з нею більше число разів, ніж з одним витком.
Величина, що характеризує зв'язок між швидкістю, з якою струм змінюється в ланцюзі, і виникає при цьому ЕРС самоіндукції - індуктивність ланцюга.
Позначимо індуктивність котушки буквою L- тоді залежність величини електрорушійної сили самоіндукції від швидкості, з якою відбувається зміна струму, можна виразити наступною формулою:
E = - L (? I /? T)
Звідси
од. L = (ед.E? Од. T) / (ед.I)
Вважаючи, що в цій формулі? T = 1 сек,? I = 1 амперу і Е = 1 вольт, отримаємо:
од. L = 1 (в? Сек / а)
Таку одиницю називають генрі (Гн).
Отже,
1 Гн = 1 (в? Сек / а)
Отже, генрі - це індуктивність котушки, в якій зміна струму на 1 ампер в секунду збуджує електрорушійну силу самоіндукції, рівну 1 вольт.
Для вимірювання малих індуктивностей застосовуються тисячні частки генрі - міллігенрі (мГн) і мільйонні частки генрі - мікрогенрі (мкГн).
Крім того, часто застосовується й інша одиниця - сантиметр індуктивності, причому 1 мкГн = 1000 см індуктивності.
Таким чином,
1 Гн = 1000 мГн = 1000000 мкГн = 1000000000 см
Індуктивність котушки знаходиться в залежності від її числа витків, форми і розмірів. Чим більше число витків в котушці самоіндукції, тим більше її індуктивність.
Також, самоіндукція, індуктивність котушки значно збільшується при внесенні всередину її сердечника із заліза або якого-небудь іншого магнітного матеріалу.
Великою індуктивністю володіють обмотки електромагнітів у генераторів і двигунів, в момент розмикання ланцюга, коли швидкість зміни електричного струму (? I /? T) дуже велика, в цих обмотках може виникнути велика ЕРС самоіндукції, яка, якщо не вжити відповідних заходів, призведе до пробою ізоляції обмоток.